Teknologi Teras: Mekanisme "Diagnosis dan Rawatan Retak" Kapsul Mikrob
Inti bahan pintar ini terletak pada "sistem pembaikan biologi pra{0}}nya." Pasukan teknikal merangkumkan Bacillus subtilis yang disesuaikan khas dan nutrien kalsium laktat dalam kapsul natrium alginat biodegradasi (diameter 2-3mm), kemudian campurkan ke dalam konkrit dengan 20-50mmbatu bulatagregat pada nisbah isipadu 3%. Batu buntar, sebagai agregat kekuatan tinggi-semula jadi (kekuatan mampatan Lebih daripada atau sama dengan 120MPa), menyediakan sokongan mekanikal asas konkrit; kapsul mikrob, seperti "askar pembaikan tidak aktif," mengedarkan sama rata dalam jurang agregat.
Apabila konkrit mengalami keretakan (lebar Kurang daripada atau sama dengan 0.5mm) disebabkan oleh perubahan beban atau suhu, air hujan atau air penyelenggaraan meresap ke dalam rekahan dan mencetuskan degradasi kapsul, membebaskan Bacillus subtilis dan kalsium laktat. Dengan kelembapan dan oksigen, bakteria cepat membiak dan memetabolismekan untuk menghasilkan kalsium karbonat (kalsit), membentuk lapisan pengisian kristal dalam retakan dalam masa 3-7 hari. Produk biomineral ini, dengan kekuatan mampatan 35MPa, sepadan dengan kekuatan konkrit induk, mencapai "penutupan retak autonomi." Data makmal menunjukkan sistem mencapai kadar pembaikan 100% untuk retakan mikro (lebar 0.1-0.3mm) dan lebih 90% untuk retakan 0.3-0.5mm.
Pengesahan Kejuruteraan: Qingdao Cross-Amalan "Self-Healing" Jambatan Laut
Projek penyelenggaraan Qingdao Jiaozhou Bay Cross-Sea Bridge menandakan aplikasi berskala besar-pertama bagi teknologi ini. Projek merentas-laut sepanjang 36.48km ini, dengan bahagian konkrit tradisional, menghasilkan 237 rekahan yang boleh dilihat selepas 10 tahun perkhidmatan akibat hakisan air laut dan muatan kenderaan, yang memerlukan lebih 20 juta yuan setiap tahun untuk pembaikan manual. Pada tahun 2022, bahagian jambatan pendekatannya telah diubahsuai menggunakan-konkrit batu buntar penyembuhan sendiri, meliputi 12,000㎡.
Data pemantauan selepas-pengubahsuaian menunjukkan: selepas 2 tahun ujian air pasang dan suhu, bahagian yang diubah suai hanya menghasilkan 19 keretakan baharu, 17 daripadanya (89%) sembuh sendiri-dalam masa sebulan, mencapai kadar pembaikan retak keseluruhan sebanyak 92%. Ujian kapasiti galas struktur menunjukkan modulus keanjalan konkrit yang dibaiki pulih kepada 95% daripada keadaan asalnya, jauh melebihi kadar pemulihan 80% bahan pembaikan tradisional. Berdasarkan arah aliran ini, jangka hayat bahagian jambatan diunjurkan daripada 50 tahun yang direka bentuk kepada 100 tahun, tanpa memerlukan{13}}pembaikan manual berskala besar sepanjang hayatnya.
Perbandingan Kos: Revolusi Ekonomi daripada-Perspektif Kitaran Hayat Penuh
Walaupun-konkrit batu buntar penyembuhan sendiri berharga 15% lebih tinggi daripada konkrit batu buntar biasa (kira-kira ¥480/m³ vs ¥417/m³), kelebihan kos kitaran hayat penuhnya-adalah ketara. Mengambil Qingdao Cross-Sea Bridge sebagai contoh, bahagian konkrit tradisional memerlukan-pembaikan retak berskala besar setiap 10 tahun, dengan kos penyelenggaraan terkumpul mencecah ¥600/㎡; dengan-bahan penyembuhan sendiri, hanya 3 operasi penyelenggaraan asas diperlukan dalam tempoh 100 tahun, mengurangkan kos penyelenggaraan kepada ¥240/㎡-penurunan sebanyak 60%.
Untuk projek baharu, ekonominya lebih menarik: empangan pelabuhan seberat 10,000 tan menggunakan bahan ini meningkatkan kos pembinaan awal kira-kira ¥800,000 tetapi menjimatkan lebih ¥5 juta kos penyelenggaraan dengan mengurangkan 8 baik pulih utama. Pada masa ini, teknologi itu termasuk dalamGaris Panduan Penggunaan Bahan Baharu dalam Kejuruteraan Lebuhrayadan telah dinaikkan pangkat dalam 12 projek infrastruktur domestik yang besar, menjadi penanda aras untuk pembinaan pintar.